2020-2021学年高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源-光与光合作用第3课时影响光合作用的因素和化能合成作用课件新人教版必修1

第4节能量之源——光与光合作用第3课时影响光合作用的因素和化能合成作用基础知识一、探究光照强度对光合作用强度的影响1．光合作用强度2．探究光照强度对光合作用强度的影响二、光合作用的原理在生产实践中的应用光照实例原理间作套种不同植物对________的需求不同冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低一定范围内________升高，光合作用和细胞呼吸都会增强“正其行、通其风”增大________浓度，有利于光合作用的进行合理灌溉________缺少导致气孔关闭，CO2供应不足温度CO2水分无机物有机物氨水和二氧化碳糖类3．自养生物和异养生物无机物类型概念代表生物自养生物能将________合成________的生物光能自养生物：________化能自养生物：________异养生物只能利用环境中____________来维持自身生命活动的生物人、动物、真菌、大多数细菌有机物绿色植物硝化细菌现成的有机物1．光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。(

)2．探究实验中，小圆形叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。(

)3．绿色植物和硝化细菌都为自养生物，都可通过光合作用制造有机物。(

)4．化能合成作用与光合作用所利用的无机物原料都是CO2和H2O。(

)5．原核生物都是异养生物。(

)6．自养生物合成有机物时只能利用光能。(

)√判断题××√××课内探究知识点1探究环境因素对光合作用强度的影响知识贴士本实验中易产生的两个认识误区(1)本实验中所测的数值并不代表光合作用的真实值，而是光合作用的净产值，即光合作用强度减去呼吸作用强度。(2)叶片浮起之前并不是不进行光合作用，而是光合速率小于呼吸速率或者是产生的氧气量较少。1．在实验中，叶片下降的原因是什么？叶片上浮的原因是什么？影响叶片上浮的外界因素主要是什么？提示：抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降。光合作用产生的O2导致叶片上浮。影响叶片上浮的主要外界因素是光照强度，即光照强度影响光合作用强度，进而影响叶片上浮。2．本实验每组小圆形叶片由10片改为3片可以吗？提示：不可以。叶片太少，不能排除偶然性。

某同学为探究对光合作用强度的影响，设计实验如下：①摘取外形正常、生长旺盛的绿叶若干，在绿叶上避开大型叶脉用打孔器打出直径为1cm的小圆形叶片40片。②用适当方法使小圆形叶片内部的气体全部逸出，放入黑暗处盛有蒸馏水的烧杯中待用，此时叶片全部沉在水底。(1)实验中小圆形叶片下沉的原因是_________________________。(2)欲研究光照强度对光合作用强度的影响，但实验室只有一种40W灯泡，可以通过__________________________________达到目的。叶片细胞间隙充满了水典例7调节光源与实验装置间的距离(3)在此实验基础上给予____________________的条件，观察实验现象。(4)本实验的检测指标为__________________________________________________________________。(5)若小圆形叶片取自大叶脉处，则所测得的光合作用强度会较当前值偏________。适宜温度和CO2浓度相同时间内，小圆形叶片浮起的数量或全部小圆形叶片上浮所需时间低[解析]

(1)细胞内存在的气体排出，细胞间隙中充满水，因此细胞会沉入水底。(2)改变光源的距离，可调节光照强度的大小。(3)探究光照强度对光合作用的影响，光照强度为自变量，其他条件为无关变量，应保持一致且适宜。(4)相同时间内，叶片浮起来的数量或全部叶片浮起时间可以用来判断光合速率的大小，从而观察光照强度的影响。(5)叶脉处叶绿体少，光合作用弱。〔变式训练5〕某实验小组为探究光照强度对植物光合速率的影响，组装如下图所示实验装置，下列说法正确的是(

)A．碳酸氢钠溶液浓度、温度都为无关变量B．光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴不断右移直至不动C．当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2全部来自同一细胞的线粒体D．碳酸氢钠水解产生的CO2需穿过3层磷脂分子才能进入叶肉细胞参与光合作用A[解析]

本实验的自变量是不同光照强度，碳酸氢钠溶液浓度、温度都为无关变量，A正确；光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴先左移后右移直至不动，B错误；当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2还可以来自其他细胞的线粒体和外界环境，C错误；CO2需穿过3层膜6层磷脂分子层才能进入叶肉细胞参与光合作用，D错误。1．光照强度：(1)原理：光照强度主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生，进而影响暗反应阶段。(2)光照强度(如图)知识点2影响光合作用的环境因素及在生产中的应用①曲线分析：(3)应用①欲使植物正常生长，则应使光照强度大于B点对应的光照强度。②适当提高光照强度：如阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾等。③合理密植和间作套种：阴生植物的光补偿点和光饱和点低，因此间作套种农作物可以充分利用光照。3．温度(1)原理：通过影响酶活性进而影响光合作用。(2)曲线：①AB段：随着温度升高，光合作用强度增强。②B点：光合作用最适温度。③BC段：随着温度升高，光合作用强度减弱。④温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。(3)应用①适时播种。②温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。4．水及矿质元素对光合作用的影响(1)原理：①N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。②水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。知识贴士关于环境因素影响光合速率的两点提醒(1)温度改变对光合作用的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。(2)CO2浓度对光合作用的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。1．光饱和点后，限制光合速率的内部因素主要有哪些？提示：色素含量、酶的数量、C5的含量等。2．下面是有关农业种植的谚语“黑夜下雨白天晴，打的粮食没处盛”。请从光合作用的角度分析这句谚语的含义。提示：夜晚降雨不仅提供水分，还降低温度，减弱细胞呼吸消耗，白天晴天，提供良好光照，光合作用强，经过一昼夜，有机物的积累量高。3．北方夏季中午时，光照强度很强，植物的光合作用将如何变化，原因是什么？提示：光合作用将减弱。光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。4．大棚种植使用有机肥或放干冰有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。提示：有机肥在被微生物分解的时候会释放CO2，放干冰也会释放CO2，增加了大棚中的CO2浓度，促进光合作用。

在右图曲线图中，有M、N、O、P、Q五个点，对它们含义的叙述中正确的是(

)①M点时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，且光合作用强度弱于呼吸作用强度②N点时，植物体只进行呼吸作用；O点时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度③Q点时，光照强度不再是限制光合速率的因子，CO2浓度是限制光合速率的主要因素④P点前，限制光合速率的主要因素是光照强度A．①②

B．①③

C．③④

D．②④C典例8[解析]

M点，只进行呼吸作用；N点，光合作用强度等于呼吸作用强度；O点，植物即进行光合作用也进行呼吸作用，且光合作用强度弱于呼吸作用强度；Q点，CO2浓度是光合作用的限制因素，光照强度不是；P点前，限制光合作用的因素是光照强度。〔变式训练6〕

(2019·湖北省十堰市高一)下列有关植物光合作用的应用的叙述错误的是(

)A．雨天的大棚中适当增加人工光照有助于提高光合作用强度B．冬季晴天的中午在大棚中适当增加CO2的供应有助于提高光合作用强度C．夏季雨天的农田，升高温度有助于提高光合作用强度D．立秋后的农田，适当施用农家肥有助于提高光合作用强度C[解析]

阴雨天，光照强度减弱，限制了光合作用强度，大棚中适当增加人工光照有助于提高光合作用强度，A正确；冬季晴天的中午大棚中由于密闭不通风，导致CO2浓度较低，影响了植物的光合作用，此时适当增加CO2的供应有助于提高光合作用强度，B正确；夏季雨天由于光照强度较弱，此时限制光合作用的主要因素是光照强度，因此升高温度也不能提高光合作用强度，反而温度高了呼吸作用增强，会增加有机物的消耗，C错误；立秋后的农田，适当使用农家肥，经过微生物的分解作用可以为农作物提供CO2，有助于提高光合作用强度，D正确。指点迷津一、光合作用与有氧呼吸的区别和联系1．光合作用与有氧呼吸的区别项目光合作用有氧呼吸物质变化无机物→有机物有机物→无机物能量变化光能→化学能(储能)化学能→ATP中活跃的化学能、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光条件下都能进行2.[H]和ATP的来源、去路的比较比较项目主要来源主要去路[H]光合作用光反应中水的光解作为暗反应阶段的还原剂，用于还原C3合成有机物有氧呼吸第一、二阶段产生用于第三阶段还原O2产生水，同时释放大量能量ATP光合作用在光反应阶段合成ATP，其合成所需能量来自色素吸收、转化的太阳能供应暗反应阶段C3还原时的能量之需，以稳定的化学能形式储存在有机物中有氧呼吸第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，能量来自有机物的分解作为供能物质直接用于各项生命活动3.光合作用与细胞呼吸的联系4．净光合速率和真正光合速率：(1)净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示(可用下图中OD段表示)。(2)真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量(或制造量)表示(可用下图中AD段表示)。(3)光合速率与呼吸速率的关系：①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。由该关系式可用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下；a．光合作用产生O2量＝O2释放量＋细胞呼吸消耗O2量。b．光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量。c．光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗葡萄糖量。5．以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下，以一天24h为单位)(1)净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。(2)净光合速率等于0时，植物因没有有机物积累而不能生长。(3)净光合速率小于0时，植物因有机物减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。警示：植物进行光合作用的同时，一定进行细胞呼吸，但在进行细胞呼吸时不一定进行光合作用，因为光合作用只有在有光条件下才能进行，而细胞呼吸只要是活细胞就会进行。如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在适宜温度、不同浓度CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答：典例9(1)在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是________。(2)图甲中的“a”点表示__________________。如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是________。(3)如丙图所示中与甲图c点相符合的是________(填序号)。(4)e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________；f点之后，限制A植物光合速率的主要因素为________。(5)当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率Ma、Mb的大小和有机物合成速率Na、Nb的大小，结果应分别为Ma________Mb、Na________Nb。A

植物的呼吸速率右移D

低CO2浓度＝>[解析]

(1)据图甲可知，A植物的光补偿点b较高，为阳生植物，在较长时间连续阴雨的环境中，生长会受到显著影响。